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CFB不同密相区形状对固态医疗垃圾颗粒运动特性的影响

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工程热物理学报 2007年第5期28卷 802-804页

作者：冉景煜张力辛明道重庆大学动力工程学院重庆400044

提出了不同密相区结构形状(球形、椭球形、方形体)的固态医疗垃圾循环流化床(SMW-CFB),并针对SMW- CFB各段特征,对循环流化床不同密相区形状对固态医疗垃圾颗粒运动特性的影响进行了数值研究,结果表明:密相区为球形体结构比其它结构形... 详细信息

提出了不同密相区结构形状(球形、椭球形、方形体)的固态医疗垃圾循环流化床(SMW-CFB),并针对SMW- CFB各段特征,对循环流化床不同密相区形状对固态医疗垃圾颗粒运动特性的影响进行了数值研究,结果表明:密相区为球形体结构比其它结构形状密相区更易出现回流。密相区不同形状时,颗粒运动进入分离器的时间不一样。固态医疗垃圾颗粒在循环流化床内,直径在大于3.5 mm的垃圾颗粒,随烟气上升到一定高度后,落回密相区,而直径小于3.5 mm的颗粒随烟气一同进入分离器,分离器可以捕集直径大于0.025 mm的颗粒,直径小于0.025 mm的颗粒由排气管排出。球形和椭球形密相区有助于垃圾颗粒与风充分混合接触,有利于垃圾颗粒的燃烧。

关键词：固态医疗垃圾循环流化床不同密相区结构颗粒运动特性数值模拟

基于DEM的埋管鼓泡流化床内颗粒运动特性模拟

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清华大学学报（自然科学版） 2012年第1期52卷 72-76页

作者：虞育松张衍国李清海蒙爱红清华大学热能工程系北京100084

该文采用离散单元法(DEM)对水平埋管的鼓泡流化床内颗粒流化过程进行了数值模拟研究。DEM方法通过求解Newton方程来模拟颗粒的运动过程,气相仍采用连续流方法模拟。因此,DEM方法能够获得颗粒尺度量级的详细结果。通过模拟不同埋管布置... 详细信息

该文采用离散单元法(DEM)对水平埋管的鼓泡流化床内颗粒流化过程进行了数值模拟研究。DEM方法通过求解Newton方程来模拟颗粒的运动过程,气相仍采用连续流方法模拟。因此,DEM方法能够获得颗粒尺度量级的详细结果。通过模拟不同埋管布置方式下流化床内密相区颗粒流化过程,研究了埋管布置方式对于鼓泡流化床内的颗粒运动的影响。结果表明:埋管布置方式会改变床层有效流通面积和埋管对颗粒的阻碍作用等,从而影响流化床内的颗粒群和气泡形态。埋管数量越多,颗粒与埋管由于相互作用而消耗的能量越大,平均颗粒速度和颗粒温度值越低。不同的埋管布置方式会导致颗粒混合速率的差异,增加埋管数量会降低颗粒混合程度。

关键词：鼓泡流化床离散单元法(DEM) 埋管布置方式颗粒运动特性

撞击式气固分离器颗粒运动特性数值模拟和试验研究

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撞击式气固分离器颗粒运动特性数值模拟和试验研究

作者：王肖浙江大学

学位级别：硕士

针对目前风洞中广泛应用的过滤网颗粒分离器存在易堵塞、压损大的缺点,本文将撞击式惯性气固分离器应用于风洞中含尘气流的净化,并进行实验和数值模拟研究。实验研究中,先采用颗粒轨迹成像法,结合数字图像处理技术来记录颗粒在气固分离... 详细信息

针对目前风洞中广泛应用的过滤网颗粒分离器存在易堵塞、压损大的缺点,本文将撞击式惯性气固分离器应用于风洞中含尘气流的净化,并进行实验和数值模拟研究。实验研究中,先采用颗粒轨迹成像法,结合数字图像处理技术来记录颗粒在气固分离器内的运动轨迹,分析了气固分离器内颗粒的运动特性;接着对分离器内气动特性进行了研究,获得分离器结构的压力损失、废气流量以及分离器出口气流的均匀性等。数值模拟采用Fluent软件,先对影响颗粒分离效率的参数进行了正交模拟研究,获得各参数对颗粒分离效率影响的主次顺序;接着采用控制变量法对气固分离器内颗粒直径为10～200μm,颗粒密度为3200kg/m3的颗粒分离特性随结构参数及入口主流速度的变化而变化的情况进行了研究并获得相应的变化规律;最后对颗粒自身参数对颗粒分离效率的影响进行了研究并获得相应的变化规律。通过理论分析、实验及数值模拟研究,可以得出以下结论:(1)基于正交设计的颗粒分离效果影响因素模拟研究影响颗粒分离效果的各参数的主次顺序为:颗粒粒径>分离齿角>来流速度>球形度>头部锥角>颗粒密度。正交分析结果表明颗粒自身参数对分离效果的影响是显著的,因此不仅要研究分离器结构参数及来流速度对颗粒分离的影响,还要研究颗粒自身参数对颗粒分离的影响。(2)分离器结构参数及来流速度对颗粒运动分离特性的影响规律气固分离器的分离效率随着头部锥角的增大先增加后减小;随着分离齿角的增大而增加,当分离齿角为70°时分离效率甚至接近100%,然而分离齿角越大,颗粒分离器越趋向于细长,会影响分离器的强度结构。颗粒分离效率随来流速度的增加先缓慢升高后逐渐降低。分离器压降损失随结构参数变化而变化的幅度很小,但随着来流速度的增加,压损迅速增大,当主流速度为150m/s时,分离器的压降达到来流总压的53%,但废气流量损失一直保持在10%以内。马格努斯升力对颗粒重力的影响主要体现在头部锥体附近的颗粒,此处颗粒的马格努斯升力与重力大小相当,可将重力对颗粒运动的影响基本抵消。在分离器出口处存在较大的径向速度梯度,当距离达到分离器出口约8倍直径处,流场已经均匀。(3)颗粒自身参数对颗粒运动分离特性的影响规律颗粒密度对颗粒分离效率的影响:2kg/m3的颗粒分离效果不明显;当颗粒密度由500kg/m3逐渐增加到6000 kg/m3时,1μm小颗粒的分离效率随着密度的增加而增加,50～500μm的颗粒分离效率随着密度的增加而减小。颗粒粒径对颗粒分离效率的影响:1μm颗粒分离效果很不明显;当颗粒粒径由20μm逐渐增加到500μm时,2kg/m3的颗粒的分离效率随着粒径的增加逐渐增加,500～6000 kg/m3的颗粒的分离效率随着粒径的增加逐渐减小。颗粒球形度对颗粒分离效率的影响:1μm小颗粒的分离效率随球形度的增加逐渐增加,但增加幅度很小,分离效果不明显;50～500μn颗粒的分离效率随着球形度的增加而减小,而且颗粒粒径越大,球形度对颗粒分离效率的影响越显著。(4)对于某高超声速风洞中密度为3200kg/m3、粒径范围为10～2000μm的颗粒,要达到80%及以上的分离效率、20%以内的压损和废气流量比例,保证实验段气流流场的均匀性,需要同时满足以下条件:分离齿角为60°～70°;头部锥角为30°～45°;主流速度25～60m/s;废气出口压力为-50～0kPa;净气流出口处要设计8倍直径的管长。

关键词：气固分离颗粒轨迹成像数值模拟颗粒运动特性分离效率

SLK涡流选粉机重力分级区内颗粒的运动特性

同方学位论文库评论

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科技导报 2014年第17期32卷 41-45页

作者：赵冬梅童聪西南科技大学制造科学与工程学院绵阳621010 中材成都重型机械有限公司成都610100

选粉机内颗粒的重力分级对后续离心分级有重要影响。为研究颗粒在选粉机重力分级区内的运动特性,在对颗粒进行受力分析的基础上,分别建立y向和x向颗粒运动方程,通过理论分析探索了颗粒在y向和x向的运动特性。运用计算流体力学理论,考察... 详细信息

选粉机内颗粒的重力分级对后续离心分级有重要影响。为研究颗粒在选粉机重力分级区内的运动特性,在对颗粒进行受力分析的基础上,分别建立y向和x向颗粒运动方程,通过理论分析探索了颗粒在y向和x向的运动特性。运用计算流体力学理论,考察重力分级区内气流速度在y向和x向的变化规律,研究不同粒径颗粒的运动轨迹。结果表明,重力分级区内气流速度在y向上递增,颗粒在y向做速度不断增大的变加速运动;气流速度在x向上由返料锥近壁端向远壁端递减,颗粒在x向做速度不断减小的变减速运动。研究结果可为选粉机的设计提供理论参考和数据基础。

关键词： SLK涡流选粉机重力分级区颗粒运动特性变加速

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泥水盾构环流系统管道输送特性

中南大学学报（自然科学版） 2017年第11期48卷 2890-2897页

作者：夏毅敏王洋吴遁秦邦江杨端姚菁中南大学高性能复杂制造国家重点实验室湖南长沙410083 中南大学机电工程学院湖南长沙410083 中铁十四局隧道工程有限公司山东济南250013 中国铁建重工集团有限公司湖南长沙410100

为研究泥水盾构环流系统管道输送特性,根据实际施工情况确定操作参数(管道入口流速vi、石碴粒径d、石碴体积分数φ、浆液黏度μ和密度ρ)的选取范围,采用流体力学软件与离散元软件耦合方法建立管道内石碴运动模型,通过仿真研究5个操作... 详细信息

为研究泥水盾构环流系统管道输送特性,根据实际施工情况确定操作参数(管道入口流速vi、石碴粒径d、石碴体积分数φ、浆液黏度μ和密度ρ)的选取范围,采用流体力学软件与离散元软件耦合方法建立管道内石碴运动模型,通过仿真研究5个操作参数对环流系统管道压力损失Δp和石碴群输送速度vs的影响规律。研究结果表明:vi对环流系统管道输送速度影响最大;增大vi与φ给环流系统带来较大的压力损失;增大vi和ρ能够有效提升管道内石碴输送速度;当浆液密度从ρ=1.0 g/cm^3增大至1.2,1.4和1.6 g/cm^3时,Δp增幅分别为7.0%,17.0%和26.0%,石碴群输送速度vs增幅分别为18.0%,30.0%和39.5%,vs增幅大于Δp增幅;Δp随v_i和φ的增大而增大,且vi对Δp的影响程度大于φ对Δp的影响程度;仿真模型中石碴运动轨迹与实际工程具有一致性。

关键词：泥水盾构环流系统颗粒运动特性

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单颗粒燃料燃烧特性研究方法综述

中国电机工程学报 2021年第12期41卷 4182-4197页

作者：李珊李凤杰闫勇钱相臣华北电力大学控制与计算机工程学院北京市昌平区102206 肯特大学工程与数字艺术学院英国坎特伯雷肯特CT27NT

随着环境问题的日益突出,更加清洁高效地将煤炭及生物质燃料转化为电能和热能是当前需要攻克的难题。由于火力发电厂所用燃料颗粒小,燃烧速度较快,湍流燃烧过程复杂,因此深入地了解煤、生物质等固体燃料颗粒的燃烧特性是优化燃烧过程,... 详细信息

随着环境问题的日益突出,更加清洁高效地将煤炭及生物质燃料转化为电能和热能是当前需要攻克的难题。由于火力发电厂所用燃料颗粒小,燃烧速度较快,湍流燃烧过程复杂,因此深入地了解煤、生物质等固体燃料颗粒的燃烧特性是优化燃烧过程,提高燃料燃烧效率并降低污染物排放的重要前提。该文综述单颗粒煤和生物质等固体燃料的燃烧模型以及数值仿真研究的常用方法,并对热重分析技术、可视化技术和流化床技术等单颗粒燃烧特性实验研究方法的进展和成果进行详细论述。通过对固体燃料颗粒燃烧特性研究难点、研究方法等进行总结对比,提出现有研究方法的局限,进一步探究煤和生物质燃烧特性的研究方向和研究前景。

关键词：固体燃料燃烧特性煤生物质火力发电厂颗粒运动特性

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用数值模拟对循环流化床颗粒分离特性的研究

工程热物理学报 2001年第S1期22卷 185-188页

作者：袁竹林徐益谦东南大学热能工程研究所江苏南京210096

针对循环流化床铁矿粉烧结技术中的关键问题，用离散颗粒数值模拟方法对不同密度床科颗粒在床内的分布进行了数值模拟。数值模拟将气相场和离散颗粒场分别用欧拉方法和拉格朗日方法进行处理，在每一时间步长内对气相场和离散颗粒场的相... 详细信息

针对循环流化床铁矿粉烧结技术中的关键问题，用离散颗粒数值模拟方法对不同密度床科颗粒在床内的分布进行了数值模拟。数值模拟将气相场和离散颗粒场分别用欧拉方法和拉格朗日方法进行处理，在每一时间步长内对气相场和离散颗粒场的相互作用进行耦合，得出了石英砂和铁矿粉混合床料在循环流化床内的分离规律。数值模拟结果与国外相同研究的实验结果进行了对比，验证结果表明本文所得到的模拟结果具有较高的准确性。

关键词：流化床颗粒运动特性数值模拟

从软、硬球模型探讨颗粒自转对流化状态的影响

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工程热物理学报 2001年第3期22卷 363-366页

作者：袁竹林徐益谦东南大学热能工程研究所江苏南京210096

发展流化床燃煤锅炉在国内外均受到广泛重视并被许多国家列为洁净煤燃烧技术之一．然而，一些涉及流化床基础理论的问题至今尚需进一步研究。针对流化床内颗粒自转是否对流化状态产生影响这一众多研究者所关心的问题，本文采用数值模拟... 详细信息

发展流化床燃煤锅炉在国内外均受到广泛重视并被许多国家列为洁净煤燃烧技术之一．然而，一些涉及流化床基础理论的问题至今尚需进一步研究。针对流化床内颗粒自转是否对流化状态产生影响这一众多研究者所关心的问题，本文采用数值模拟的方法，分别用软、硬球模型对该问题进行了研究探讨，得到了与之相关的结论。

关键词：燃煤锅炉流化床颗粒运动特性数值模拟流化状态

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基于图像处理的推移质数据采集方法及应用

基于图像处理的推移质数据采集方法及应用

作者：蒋涛西北农林科技大学

学位级别：硕士

非均匀沙推移质是河道中泥沙输移的重要组成部分,直接影响河流中的水流结构、泥沙输移、河床演变等基础问题,正确认识非均匀沙推移质的运动规律是合理开发和保护河流的前提,对于促进河流动力学的发展以及满足实际工程需求都具有十分重... 详细信息

非均匀沙推移质是河道中泥沙输移的重要组成部分,直接影响河流中的水流结构、泥沙输移、河床演变等基础问题,正确认识非均匀沙推移质的运动规律是合理开发和保护河流的前提,对于促进河流动力学的发展以及满足实际工程需求都具有十分重要的意义。本文应用高速摄影技术与数字图像处理技术相结合的方法研究了非均匀沙的运动特性。主要内容有以下几点:（1）提出了利用数字图像处理与运动目标检测技术相结合的获取泥沙颗粒运动参数的方法。对比了图像差分法和光流场法两类运动目标检测算法的优缺点,并改进了图像差分法,获取了较为复杂背景中运动泥沙颗粒的运动参数;提出了利用图像处理技术测量非均匀沙相对沙暴露度的方法。（2）开展了非均匀沙运动特性水槽试验,得到了非均匀沙输移规律。颗粒的运动轨迹在水平面上表现为左右摇摆,在竖直面上表现为间歇性跳跃;在颗粒跳跃阶段,瞬时纵向速度增大,瞬时垂向速度先减小后增大;运动颗粒在与床面颗粒发生碰撞后,其瞬时运动速度急剧减小;颗粒的纵向瞬时运动速度分布形式呈现为Γ分布,垂向瞬时运动速度分布形式呈现为正态分布;同一级粒径泥沙颗粒在水中的运动速度随着水流摩阻流速的增大而增大,颗粒纵向运动平均速度与摩阻流速的比值随着Θ的增大变化并不明显;水槽中泥沙颗粒的瞬时输移量具有脉动性和周期性。（3）基于图像处理技术,得到了非均匀沙颗粒位置随机性分布规律。以不同粒径的玻璃球模拟非均匀沙,测定非均匀颗粒各级粒径的相对暴露度和相对隐蔽度,统计了各级粒径相对暴露度和相对隐蔽度的分布规律。试验结果表明,非均匀沙各级粒径的相对暴露度概率密度符合正态分布;非均匀沙中各级粒径的相对隐蔽度在取值范围内概率密度符合负偏态分布。（4）基于三维床面颗粒位置随机性,构建了非均匀沙起动流速公式。根据三维非均匀沙床面颗粒的受力情况,得到水流拖曳力作用点随相对暴露度和相对粒径的变化规律,结合三维球体模型中非均匀沙颗粒的位置关系,构建了颗粒以滚动形式起动的拖曳力力臂、上举力力臂和重力力臂与相对暴露度和相对粒径之间的关系式;基于滚动起动模型,并综合考虑水流脉动性、泥沙起动标准、非均匀沙三维相对暴露度以及相对粒径等因素,建立了非均匀沙起动流速公式,经过实测资料验证公式的计算结果与试验值基本吻合。

关键词：数字图像处理颗粒运动特性非均匀沙暴露度起动流速